石墨烯在儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用專利申請(qǐng)趨勢(shì)

近日，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所和浙江省石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心聯(lián)合中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等發(fā)布了《2021石墨烯儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用專利分析報(bào)告》。

報(bào)告顯示，自2003年至今，全球在石墨烯儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用相關(guān)專利共計(jì)6415件。受2010年石墨烯發(fā)現(xiàn)者獲得諾貝爾獎(jiǎng)的鼓舞和帶動(dòng)，此后全球范圍內(nèi)掀起了石墨烯研究的熱潮，大量的研究團(tuán)隊(duì)涌進(jìn)石墨烯儲(chǔ)能領(lǐng)域，石墨烯在儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用的相關(guān)專利申請(qǐng)進(jìn)入快車道，2018年相關(guān)專利申請(qǐng)量為1136件，達(dá)到歷年最高點(diǎn)。

石墨烯在儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用專利申請(qǐng)來(lái)源國(guó)

其中，我國(guó)是全球在石墨烯儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用研究最為活躍的國(guó)家，我國(guó)申請(qǐng)人在石墨烯儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量最多，占比達(dá)82.3%。然而，我國(guó)在石墨烯儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域的專利申請(qǐng)主要以高校和科研單位為主。因此，從側(cè)面可以看出，目前石墨烯大規(guī)模應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域仍然未到時(shí)機(jī)。

專利申請(qǐng)數(shù)量排名第二、第三的為美國(guó)、韓國(guó)，占比分別為7.3%和4.9%。日本、中國(guó)臺(tái)灣、德國(guó)、印度也申請(qǐng)了一定數(shù)量的相關(guān)專利。

石墨烯在鋰離子電池各結(jié)構(gòu)部件中應(yīng)用的專利申請(qǐng)量

報(bào)告還分析稱，在技術(shù)層面上，鋰離子電池和超級(jí)電容器是石墨烯應(yīng)用最為廣泛的儲(chǔ)能體系。其中石墨烯與硅基材料、金屬氧化物復(fù)合是鋰離子電池負(fù)極材料領(lǐng)域研究最為集中的技術(shù)分支，側(cè)面說(shuō)明其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的可行性；石墨烯及其衍生物、石墨烯復(fù)合其他碳基材料、石墨烯復(fù)合金屬氧化物作為超級(jí)電容器電極材料的相關(guān)研究也較為密集，未來(lái)或可成為石墨烯在超級(jí)電容器領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重要方向；另外，石墨烯作為鋰離子電池導(dǎo)電添加劑相關(guān)研究也相對(duì)較多。

在實(shí)際產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展來(lái)看，前述將石墨烯應(yīng)用于電極材料技術(shù)均處于研究或小批量量產(chǎn)階段，石墨烯導(dǎo)電添加劑則是在儲(chǔ)能領(lǐng)域目前最為成熟的產(chǎn)品之一。

石墨烯在鋰離子電池領(lǐng)域應(yīng)用專利申請(qǐng)趨勢(shì)

具體來(lái)看，石墨烯在鋰離子電池領(lǐng)域應(yīng)用共有專利申請(qǐng)3694件。從2012年開(kāi)始，相關(guān)專利申請(qǐng)量快速增長(zhǎng)；2018年當(dāng)年專利申請(qǐng)達(dá)到峰值，申請(qǐng)量達(dá)到688件；2019年之后，申請(qǐng)量增長(zhǎng)放緩?？梢?jiàn)，將石墨烯應(yīng)用于鋰離子電池在近些年備受關(guān)注。

報(bào)告顯示，石墨烯在鋰離子電池領(lǐng)域應(yīng)用專利申請(qǐng)人中，中國(guó)是主要專利技術(shù)來(lái)源國(guó)，申請(qǐng)總量達(dá)3073件，占比83.2%，其次為美國(guó)、韓國(guó)、日本，分別占比6.4%、4.1%、4.1%。縱觀整個(gè)鋰離子電池材料領(lǐng)域，日本、韓國(guó)兩國(guó)占有技術(shù)優(yōu)勢(shì)并擁有可觀的專利儲(chǔ)量。然而在石墨烯應(yīng)用于鋰離子電池這一技術(shù)路線中，日韓兩國(guó)則顯得較為謹(jǐn)慎，在該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量遠(yuǎn)低于中國(guó)。

報(bào)告還提到，從專利申請(qǐng)人來(lái)看，石墨烯鋰離子電池相關(guān)專利擁有量較多的企業(yè)按照主營(yíng)業(yè)務(wù)可以分為兩類，一類企業(yè)鋰離子電池并非其主營(yíng)業(yè)務(wù)，這類企業(yè)重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局和運(yùn)營(yíng)，試圖通過(guò)石墨烯這種新興材料在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用，在該領(lǐng)域取得技術(shù)突破，建立專利壁壘。這類企業(yè)有由張博增、扎木·阿茹娜共同創(chuàng)辦的美國(guó)納米技術(shù)儀器公司及全球石墨烯公司、成都新柯力化工科技有限公司、株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所和東麗集團(tuán)等。

第二類是以鋰離子電池為主營(yíng)業(yè)務(wù)，申請(qǐng)人有合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司、株式會(huì)社LG化學(xué)、三星集團(tuán)。值得注意的是，在鋰電池材料領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量一向靠前的申請(qǐng)人，如豐田、松下、索尼、三菱、博世等企業(yè)并未出現(xiàn)在上述分析的重要專利申請(qǐng)人中?？梢?jiàn)，對(duì)于將石墨烯應(yīng)用于鋰離子電池這項(xiàng)技術(shù)，各大鋰離子電池企業(yè)態(tài)度各異，部分企業(yè)試圖通過(guò)石墨烯的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)突破，而部分企業(yè)則對(duì)此項(xiàng)技術(shù)持觀望態(tài)度。

為推動(dòng)我國(guó)在石墨烯儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用的專利技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，報(bào)告建議，還可以從以下兩點(diǎn)作進(jìn)一步完善和提升：

一是政府部門應(yīng)多舉措強(qiáng)化公眾知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)。教育主管部門應(yīng)增加知識(shí)產(chǎn)權(quán)課程在高等教育尤其是研究生教育課程中的比重，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，提高未來(lái)研發(fā)人員的知識(shí)產(chǎn)權(quán)認(rèn)知水平；地方政府部門應(yīng)大力加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)宣傳力度、拓寬宣傳渠道，通過(guò)組織培訓(xùn)、講座、大型論壇等形式，加強(qiáng)研發(fā)主體單位最高管理者在知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理方面的主體意識(shí)，增加知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理人員專業(yè)水平。在宣傳方向上，要注意糾正公眾對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重保護(hù)輕運(yùn)用、重?cái)?shù)量輕質(zhì)量等錯(cuò)誤觀念。另外，鑒于政府的政策導(dǎo)向?qū)＠l(fā)展走向起著舉足輕重的作用，建議政府部門在引導(dǎo)和培育高價(jià)值專利產(chǎn)出時(shí)，制定更為科學(xué)合理的評(píng)估指標(biāo)。

二是研發(fā)主體應(yīng)將專利戰(zhàn)略與研發(fā)、市場(chǎng)緊密結(jié)合。在技術(shù)研發(fā)全過(guò)程中，通過(guò)對(duì)相關(guān)專利技術(shù)信息的跟蹤和解讀，了解行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和熱點(diǎn)技術(shù)，制定和調(diào)整技術(shù)開(kāi)發(fā)策略，合理進(jìn)行專利規(guī)避。重視專利申請(qǐng)和布局，“產(chǎn)品未動(dòng)，專利先行”，在石墨烯應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域這一新的技術(shù)賽道上，研發(fā)主體應(yīng)圍繞核心產(chǎn)品構(gòu)建自身的專利技術(shù)壁壘，為后續(xù)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)奠定基礎(chǔ)。積極強(qiáng)化海外專利布局，通過(guò)有效而全面的專利布局為自身產(chǎn)品進(jìn)入海外市場(chǎng)保駕護(hù)航。

（資料來(lái)源：《2021石墨烯儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用專利分析報(bào)告》 作者：韓雪 鄧偉 周旭峰 劉兆平）